通道流中主体流动与边界条件对微游动体分布的交互影响

尽管先前关于稀微游动体悬浮液的实验与数值研究聚焦于主体流中及边界附近的游动体行为，但模型通常未考虑主体流动与连续介质模型所施加边界条件选择之间的相互作用。我们的工作强调了边界条件对主体流动分布的影响，例如通过边界层的发展或主体流动游动体动力学中细胞聚集的次级峰。针对Poiseuille流中稀游动体悬浮液情形，我们将基于个体的随机模型所得分布（物理与取向空间）与连续介质模型所得分布比较，并为不同物理场景（即镜面反射、均匀随机反射与吸收边界）确定数学上合理的连续介质边界条件。我们确认优选细胞取向的散布依赖于剪切流驱动的旋转（Jeffery轨道）与旋转扩散之间的相互作用。我们发现，在无流体动力壁面相互作用时，高旋转扩散下游动体优先以垂直于壁面的方式接近壁面；低旋转扩散下（悬浮液趋于完全确定性情形）游动体对壁面的优先接近具有形状依赖性。在后一情形，细长游动体优选取向近乎平行于壁面，近球形游动体则近乎垂直于壁面。此外，我们强调了游动体几何与主体流中剪切对游动体轨迹的影响，并展示主体流动动力学的完整历史如何作用于微游动体壁面入射的取向分布。